Bauablaufplanung und Logistik im Baubetrieb (eBook)

Univ.-Doz. Dr. techn. Christian Hofstadler studierte an der TU Graz Wirtschaftsingenieurwesen/Bauwesen und promovierte dort 1999. Im Zuge seiner Doktorarbeit befasste er sich intensiv mit dem Baubetrieb von Stahlbetonarbeiten. Von 1995 bis 2001 war er als Universitätsassistent und von 2002 bis 2006 als Assistent an der TU Graz beschäftigt. Im November 2005 wurde Dr. Hofstadler die Lehrbefugnis für das wissenschaftliche Fach Baubetrieb an der TU Graz verliehen; er ist dort seit 2006 als Universitätsdozent tätig. Seine Habilitationsschrift verfasste er zum Thema Bauablaufplanung und Logistik. Er ist Experte im Österreichischen Normungsinstitut und "Allgemein beeideter und gerichtlich zertifizierter Sachverständiger" für das Bauwesen.

I Inhaltsverzeichnis 8
1 Einleitung 19
1.1 Einführung 19
1.2 Ziel 22
1.3 Aufbau 25
1.4 Gliederung 28
2 Grundlagen für Bauablaufplanung und Logistik 31
2.1 Baubetriebliche Grundlagen 32
2.1.1 Produktionsfaktoren 32
2.1.2 Fertigungstechnische Merkmale beim Einsatz von Bauverfahren 33
2.2 Produktivität 34
2.2.1 Messgrößen für die Produktivität 35
2.2.2 Zusammensetzung der Gesamtproduktivität 39
2.2.3 Arbeitsproduktivität 40
2.2.4 Zusammenfassung 50
2.3 Aufgaben der Arbeitsvorbereitung 50
2.3.1 Dilemma der Arbeitsvorbereitung 55
2.3.2 Lösungsansätze für dieses Dilemma 56
2.4 Grundlagen zur Bauablaufplanung und Logistik 57
2.4.1 Grundlagen zur Bauablaufplanung 57
2.4.2 Grundlagen zur Logistik 59
2.4.3 Grob- und Feinplanung des Bauablaufs und der Logistik 65
2.5 Grobplanung 66
2.5.1 Projektunterlagen 69
2.5.2 Projektstrukturierung 70
2.5.3 Mengenermittlung 71
2.5.4 Grobe Verfahrenswahl 72
2.5.5 Kennzahlen 72
2.5.6 Gesamt-Aufwands- und Leistungswerte 73
2.5.7 Ressourceneinsatz 74
2.5.8 Arbeitszeit 84
2.5.9 Dauer 85
2.5.10 Logistik 85
2.6 Feinplanung 85
2.6.1 Projektunterlagen 87
2.6.2 Projektstrukturierung 88
2.6.3 Einteilung in Ablaufabschnitte 89
2.6.4 Mengenermittlung 91
2.6.5 Verfahrenswahl 91
2.6.6 Fertigungsabschnitte 93
2.6.7 Fertigungsablauf 106
2.6.8 Aufwands- und Leistungswerte 109
2.6.9 Ressourceneinsatz 109
2.6.10 Arbeitszeit 111
2.6.11 Dauer eines Vorgangs 112
2.6.12 Anordnungsbeziehungen 112
2.6.13 Gesamtdauer 118
2.6.14 Logistik 120
2.6.15 Baustelleneinrichtung 121
2.6.16 Soll/Ist-Vergleich 121
3 Kennzahlen für Baubetrieb und Logistik 123
3.1 Grundlagen zu Kennzahlen 124
3.2 Kennzahlen für die Leistung von Geräten 125
3.3 Kennzahlen für arbeitsintensive Tätigkeiten 126
3.3.1 Leistung bei Stahlbetonarbeiten 126
3.3.2 Gesamt-Aufwandswert für Stahlbetonarbeiten 127
3.3.3 Mittlere Aufwandswerte für die Stahlbetonarbeiten 128
3.3.4 Spezifische Aufwandswerte bezogen auf Bauteile 130
3.4 Interaktionsdiagramm für den Gesamt-Aufwandswert 130
3.4.1 Beschreibung des Interaktionsdiagramms 132
3.4.2 Anwendung des Interaktionsdiagramms 135
3.4.3 Beispiel zur Sensitivitätsanalyse 137
3.4.4 Zusammenfassung 137
3.5 Kennzahlen für die Mengenermittlung 138
3.5.1 Baustoffgrad 139
3.5.2 Schalungsgrad 139
3.5.3 Bewehrungsgrad 163
3.5.4 Schalungsverhältnisgrad, Bewehrungsverhältnisgrad und Betonverhältnisgrad 171
3.6 Kennzahlen zur Ermittlung der Anzahl der Krane 173
3.6.1 Grundlagen 174
3.6.2 Bestimmung der Anzahl der Krane 176
3.6.3 Kennzahlenmethode 177
3.6.4 Leistungsabschätzung über das Kranspiel 190
3.6.5 Kranbemessung über Warteschlangenmodelle 191
3.6.6 Ermittlung der Krananzahl über die Grundrissfläche des Bauwerks und den Kranradius 192
3.6.7 Zusammenfassung – Ermittlung der Anzahl der Krane 193
3.7 Lagerhaltung von Baustoffen 194
3.7.1 Grundlagen zur Vorratsberechnung 194
3.7.2 Interaktionsdiagramm für Lagerhaltung der Bewehrung 197
3.7.3 Interaktionsdiagramm für die Lagerhaltung von Zement 202
3.7.4 Interaktionsdiagramm für die Lagerhaltung von Ziegeln 206
3.8 Vorhaltemenge für die Schalung 211
3.8.1 Berechnung der Vorhaltemenge bei Fließfertigung – Decken 211
3.8.2 Interaktionsdiagramm für die Vorhaltemenge an Schalung – Fließfertigung 215
3.8.3 Berechnung der Vorhaltemenge bei Taktfertigung – Decken 220
3.8.4 Berechnung der Vorhaltemenge bei Fließfertigung für Decken – Frühausschalen 221
3.8.5 Zusammenfassung – Vorhaltemenge 225
4 Richtwerte für Bauablaufplanung und Logistik 227
4.1 Richtwerte zur Ermittlung des Arbeitsaufwandes 227
4.1.1 Nomogramm für die Ermittlung der Grobzeitwerte für den Rohbau nach Sommer 228
4.1.2 Beispiel zur Anwendung des Diagramms nach Sommer 230
4.1.3 Zeitansätze für Rohbauarbeiten 232
4.2 Richtwerte für die Mengenermittlung 234
4.2.1 Baustoffgrad 234
4.2.2 Schalungsgrad 234
4.2.3 Bewehrungsgrad 234
5 Bauablaufplanung im Baubetrieb – Grobplanung für „Bauwerk-Rohbau“ 235
5.1 Grobplanung für Rohbauarbeiten in Ebene 1 235
5.1.1 Interaktionsdiagramm für Rohbauarbeiten 236
5.1.2 Beschreibung des Interaktionsdiagramms 237
5.1.3 Anwendung des Interaktionsdiagramms 240
5.2 Grobplanung für Erdarbeiten in Ebene 2 242
5.3 Grobplanung für Stahlbetonarbeiten in Ebene 2 243
5.3.1 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten 244
5.3.2 Beschreibung des Interaktionsdiagramms 245
5.3.3 Anwendung des Interaktionsdiagramms 247
5.4 Grobplanung für Stahlbetonarbeiten –Leistungsabstimmung in Ebene 2 249
5.4.1 Interaktionsdiagramm für die Leistungsabstimmung bei Stahlbetonarbeiten 250
5.4.2 Beschreibung des Interaktionsdiagramms 250
5.4.3 Anwendung des Interaktionsdiagramms 252
5.4.4 Beispiel zur Sensitivitätsanalyse 254
5.5 Grobplanung für Mauerwerksarbeiten in Ebene 2 255
5.5.1 Interaktionsdiagramm für Mauerwerksarbeiten –Mauerwerksfläche 255
5.5.2 Interaktionsdiagramm für Mauerwerksarbeiten –Mauerwerksmenge 261
6 Bauablaufplanung im Baubetrieb – Feinplanung für Stahlbetonarbeiten 265
6.1 Feinplanung des Fertigungsablaufs für Stahlbetonarbeiten in Ebene 3 266
6.1.1 Grundlagen zur Fertigungsablaufplanung 266
6.1.2 Interaktionsdiagramm für die Bauablaufplanung der Stahlbetonarbeiten 267
6.2 Feinplanung der Schalarbeiten in Ebene 3 272
6.2.1 Interaktionsdiagramm für Schalarbeiten 273
6.2.2 Kategorien für den Arbeitsaufwand der Schalarbeiten für verschiedene Bauwerkstypen 279
6.3 Feinplanung der Schalarbeiten in Ebene 4 285
6.3.1 Interaktionsdiagramm für Schalarbeiten –Ebene 4: Fundamentplatten 285
6.3.2 Interaktionsdiagramm für Schalarbeiten –Ebene 4: Stützen 290
6.3.3 Interaktionsdiagramm für Schalarbeiten –Ebene 4: Wände 294
6.3.4 Interaktionsdiagramm für Schalarbeiten –Ebene 4: Decken 298
6.4 Feinplanung der Bewehrungsarbeiten in Ebene 3 305
6.4.1 Interaktionsdiagramm für die Bewehrungsarbeiten 307
6.5 Feinplanung der Bewehrungsarbeiten in Ebene 4 314
6.5.1 Interaktionsdiagramm für Bewehrungsarbeiten –Ebene 4: Fundamentplatten 314
6.5.2 Interaktionsdiagramm für Bewehrungsarbeiten –Ebene 4: Stützen 319
6.5.3 Interaktionsdiagramm für Bewehrungsarbeiten –Ebene 4: Wände 325
6.5.4 Interaktionsdiagramm für Bewehrungsarbeiten –Ebene 4: Decken 330
6.6 Feinplanung der Betonierarbeiten in Ebene 4 336
6.6.1 Einfluss der Steiggeschwindigkeit auf den Betoneinbau – Frischbetondruck auf lotrechte Schalungen 337
6.6.2 Interaktionsdiagramm für Betonarbeiten –Ebene 4: Wände 338
6.6.3 Interaktionsdiagramm für Betonarbeiten –Ebene 4: Stützen 342
6.7 Feinplanung für Stahlbetonarbeiten –Einarbeitung bei Schalarbeiten 346
6.7.1 Grundlagen 348
6.7.2 Berechnung der Schalungsleistung 349
6.7.3 Berechnung der Vorgangsdauer 351
6.7.4 Berücksichtigung der Einarbeitung bei Schalarbeiten 351
6.7.5 Berücksichtigung der Einarbeitung in den Aufwandswerten 354
6.7.6 Berücksichtigung der Einarbeitung in der Leistungsberechnung für die Schalarbeiten 357
6.7.7 Konsequenzen aus der Ni chtberücksichtigung der Einarbeitung 359
6.7.8 Anpassungsmöglichk eiten zur Erzielung und Aufrechterhaltung einer konstanten Schalungsleistung 361
6.7.9 Zusammenfassung 367
7 Logistik im Baubetrieb – Grobplanung für Bauwerk-Rohbau 371
7.1 Grobplanung für die Rohbauarbeiten in Ebene 1 371
7.1.1 Grundlagen zur Transportlogistik für die Rohbauarbeiten 372
7.1.2 Interaktionsdiagramm für die Rohbauarbeiten 373
7.2 Grobplanung für Erdarbeiten in Ebene 2 379
7.2.1 Grundlagen zur Transportlogistik für die Erdarbeiten 380
7.2.2 Interaktionsdiagramm für Erdarbeiten 383
7.3 Grobplanung für Stahlbetonarbeiten in Ebene 2 388
7.3.1 Grundlagen zur Transportlogistik für die Stahlbetonarbeiten 389
7.3.2 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten 390
7.4 Grobplanung der Mauerwerksarbeiten in Ebene 2 395
7.4.1 Grundlagen zur Transportlogistik für die Mauerwerksarbeiten 395
7.4.2 Interaktionsdiagramm für Mauerwerksarbeiten 396
8 Logistik im Baubetrieb – Feinplanung für die Stahlbetonarbeiten 401
8.1 Feinplanung für die Schalung in Ebene 3 401
8.1.1 Grundlagen zur Transportlogistik der Schalarbeiten 402
8.1.2 Interaktionsdiagramm für die Schalung 403
8.2 Feinplanung für die Bewehrung in Ebene 3 409
8.2.1 Grundlagen zur Transportlogistik der Bewehrungsarbeiten 409
8.2.2 Interaktionsdiagramm für die Bewehrung 410
8.3 Feinplanung für den Beton in Ebene 3 416
8.3.1 Grundlagen zur Transportlogistik der Betonarbeiten 417
8.3.2 Interaktionsdiagramm für den Beton 418
8.4 Feinplanung für den Betoneinbau mittels Krankübel in Ebene 4 423
8.4.1 Grundlagen zum Betoneinbau mittels Krankübel 424
8.4.2 Interaktionsdiagramm für den Betoneinbau mittels Krankübel 425
9 Wahrscheinlichkeitsüberlegungen – Berechnung der Dauer 431
9.1 Anwendung in der Grobplanung der Stahlbetonarbeiten 431
9.1.1 Konventionelle Berechnung der Dauer für die Stahlbetonarbeiten 432
9.1.2 Vorgangsweise bei Berücksichtigung der Wahrscheinlichkeitsrechnung 436
9.1.3 Berechnung der Dauer unter Berücksichtigung von Wahrscheinlichkeitsüberlegungen 439
9.2 Zusammenfassung 446
10 Regelkreis für die Planung und Steuerung des Bauablaufs 449
10.1 Anwendung bei den Stahlbetonarbeiten 449
10.1.1 Regelkreis – Allgemein 450
10.1.2 Regelkreis – Anwendung bei Stahlbetonarbeiten 452
10.2 Zusammenfassung 457
II Literaturverzeichnis 459
II.1 Bücher 459
II.2 Fachbeiträge 463
II.3 Diplomarbeiten 466
II.4 Dissertationen 466
II.5 Normen 467
II.6 Internet 468
II.7 Skripten und Studienunterlagen 468
II.8 Vorträge 468
II.9 Sonstige 469
III Begriffe 471
III.1 Bauablauf 471
III.2 Bauablaufplanung 471
III.3 Bauzeitplanung 471
III.4 Baubetrieb 472
III.5 Erstarrungszeit 472
III.6 Frischbetondruck 473
III.7 Kennzahl 473
III.8 Logistik 473
III.8.1 Militärisch 473
III.8.2 Wirtschaftlich 474
III.9 Produktivität 475
III.10 Sensitivitätsanalyse 475
III.11 Schalung 476
III.12 Steiggeschwindigkeit 476
III.13 Terminplan 477
IV Abkürzungsverzeichnis 479
V Abbildungsverzeichnis 491
VI Sachverzeichnis 505

5 Bauablaufplanung im Baubetrieb – Grobplanung für „Bauwerk- Rohbau" (S. 217-218)

In diesem Kapitel wird für den Bereich „Bauwerk-Rohbau" auf die Grobplanung für Ebene 1 und 2 eingegangen. Zu Beginn (Ebene 1) werden für die Bauablaufplanung die baubetrieblichen Zusammenhänge, bezogen auf den Bruttorauminhalt des Bauwerks, in einem Interaktionsdiagramm dargestellt. Für Erdarbeiten, Stahlbetonarbeiten und Mauerwerksarbeiten (Ebene 2) werden die wesentlichen baubetrieblichen Zusammenhänge jeweils in eigenen Interaktionsdiagrammen abgebildet.

In allen Interaktionsdiagrammen werden dabei baubetriebliche Zusammenhänge zwischen der Anzahl der Arbeitskräfte, der stündlichen Leistung, dem Aufwandswert, der täglichen Arbeitszeit, der täglichen Leistung, der Dauer, der Produktionsmenge und der Summe der Lohnstunden grafisch hergestellt.

Diese Interaktionsdiagramme können je nach Erfordernis, auch für die Feinplanung herangezogen werden.

5.1 Grobplanung für Rohbauarbeiten in Ebene 1

Im folgenden Abschnitt werden Interaktionsdiagramme für den Bereich „Bauwerk-Rohbau" vorgestellt. Mit den Interaktionsdiagrammen gelingt die grafische Darstellung wesentlicher baubetrieblicher Zusammenhänge für die Rohbauarbeiten.

Zur Grobplanung des Projekts sind die Diagramme sehr gut geeignet (z.B. für die Ermittlung der Bandbreite der möglichen Dauer der Rohbauarbeiten). Weiters können die Diagramme zur Koordination mit anderen Bauwerksbereichen, wie z.B. „Bauwerk-Technik" oder „Bauwerk-Ausbau", herangezogen werden. Ausführende Baufirmen können die Diagramme ebenfalls für ihre Grobplanung heranziehen.

Je nach Bauvorhaben setzen sich die Rohbauarbeiten beispielsweise aus Gründungs-, Erd-, Stahlbeton- oder Mauerwerksarbeiten zusammen. Mittels der Mengen und der Abschätzung des Arbeitsaufwandes – abhängig von den Bauwerks- und Baustellenbedingungen – lässt sich die Bandbreite für die Größenordnung der Aufwandswerte der Arbeiten festlegen. Als Bezugsgröße dient z.B. der Bruttorauminhalt des geplanten Bauwerks. Anhand des Bruttorauminhaltes und des Arbeitsaufwandes können z.B. Dauer und Lohnstundensumme ermittelt werden.

Idealerweise existieren Aufzeichnungen über abgeschlossene Projekte. Aus diesen Daten können sich Informationen über Arbeitsaufwand, Art und Umstände der Leistungserbringung etc. ableiten lassen. Die Erkenntnisse aus der Vergangenheit werden, unter Berücksichtigung der spezifischen Rahmenbedingungen, auf das konkrete Projekt bezogen angewendet. Nachfolgend werden die einzelnen Diagramme beschrieben. Die Kurven und Geraden in den Diagrammen resultieren aus einer Vielzahl an Berechnungen.

5.1.1 Interaktionsdiagramm für Rohbauarbeiten
In diesem Abschnitt wird ein Interaktionsdiagramm präsentiert, in dem baubetriebliche Zusammenhänge für die Rohbauarbeiten dargestellt sind. Die Anwendung des Interaktionsdiagramms wird anhand eines Beispiels vertieft.

Zur Berücksichtigung unterschiedlicher Verhältnisse werden dabei verschiedene Parameter variiert. Die Ergebnisse dieser Variationen sind als Kurven aufgetragen. Je nach Größenordnung der projektspezifischen Eingangsgrößen, wie z.B. Aufwandswert oder tägliche Arbeitszeit, sind die zutreffenden Kurven bzw. Ordinaten- und Abszissenwerte im Diagramm auszuwählen.